Номер 4, страница 79 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

4. Как можно уменьшить силу трения? Приведите примеры.

4. Силу трения можно уменьшить несколькими основными способами, которые направлены на изменение коэффициента трения или условий взаимодействия поверхностей. Сила трения скольжения определяется формулой: $F_{тр} = \mu \cdot N$, где $\mu$ — коэффициент трения скольжения, а $N$ — сила нормальной реакции опоры.

Основные способы уменьшения силы трения:

• Введение смазки между трущимися поверхностями. Смазочные материалы (масла, жиры, вода, воздух) создают тонкий слой между поверхностями, который разделяет их. В результате сухое трение твердых тел заменяется на значительно меньшее жидкостное или газовое трение (внутреннее трение в смазке).

  Примеры: смазывание маслом деталей двигателя, дверных петель; использование воска для лыж; вода на водяной горке в аквапарке.

• Замена трения скольжения трением качения. Трение качения, возникающее при перекатывании одного тела по поверхности другого, как правило, значительно меньше трения скольжения.

  Примеры: использование шариковых и роликовых подшипников в механизмах (колеса велосипеда, скейтборда); применение колес для перемещения тележек, автомобилей и мебели.

• Шлифовка и полировка поверхностей. Уменьшение шероховатости контактирующих поверхностей приводит к снижению силы трения, так как уменьшаются зацепления микронеровностей. Однако стоит отметить, что при очень высокой степени гладкости (на молекулярном уровне) сила трения может снова возрасти из-за проявления сил межмолекулярного притяжения.

  Примеры: полировка лезвий коньков; шлифовка поверхностей в точных механизмах.

• Использование материалов с низким коэффициентом трения. Выбор пар материалов, которые слабо взаимодействуют друг с другом.

  Примеры: использование тефлонового покрытия (политетрафторэтилен) на сковородах; движение по льду (лед имеет низкий коэффициент трения).

• Создание воздушной или магнитной подушки. Полное устранение контакта между поверхностями за счет слоя воздуха или магнитного поля.

  Примеры: суда на воздушной подушке; поезда на магнитной подушке (маглев); стол для аэрохоккея.

Ответ: Уменьшить силу трения можно путем введения смазки между поверхностями, замены трения скольжения трением качения (использование подшипников, колес), шлифовки поверхностей, а также применения материалов с низким коэффициентом трения (например, тефлон).

5. Хотя трение часто воспринимается как сила, мешающая движению, во многих ситуациях оно является чрезвычайно полезным и даже необходимым. Без трения многие привычные действия и технологические процессы были бы невозможны.

Примеры полезного проявления трения:

• Ходьба и движение транспорта. Трение покоя между подошвой обуви и землей (или колесами автомобиля и дорогой) позволяет отталкиваться и двигаться вперед. Без него мы бы проскальзывали на месте.
• Работа тормозов. Тормозные системы автомобилей, велосипедов и других транспортных средств используют силу трения для преобразования кинетической энергии в тепловую, что приводит к замедлению и остановке.
• Возможность держать предметы. Сила трения позволяет нам удерживать в руках различные предметы, от ручки до тяжелых коробок.
• Крепежные элементы. Гвозди, шурупы и винты держатся в стенах и других материалах благодаря силе трения между ними и материалом.
• Завязывание узлов и шнурков. Трение между витками веревки или шнурка не дает узлу развязаться.
• Зажигание спички. Трение головки спички о коробок создает тепло, необходимое для воспламенения химического состава головки.
• Письмо. Трение между грифелем карандаша (или шариком ручки) и бумагой позволяет оставлять на ней след.
• Ременные передачи в механизмах. Трение между ремнем и шкивами позволяет передавать вращательное движение от двигателя к рабочим частям станков или автомобиля.

Ответ: Полезное трение проявляется при ходьбе, торможении автомобиля, удержании предметов в руках, забивании гвоздей, зажигании спичек и письме на бумаге. Оно позволяет нам взаимодействовать с окружающим миром и управлять движением.